نحوه ساخت پردازنده (CPU) های اینتل ، از شن

شروع موضوع توسط شیخ رجبعلی ‏03/01/2015 در انجمن cpu

  1.  
    شیخ رجبعلی

    شیخ رجبعلی کاربر فعال "کاربر *ویژه*"

    تاریخ عضویت:
    ‏02/11/2013
    ارسال ها:
    1,647
    تشکر شده:
    5,878
    تشکر کرده:
    17,776
    امتیاز:
    104
    شغل :
    ؟
    محل سکونت:
    ناکجا اباد

    جنسیت:
    آقا پسر
    پیام کاربری:
    چه فکر کنید میتوانید!یانمیتوانید!درهرصورت حق باشماست!!



    [​IMG]

    دومین/بیشترین ماده موجود در پوسته زمین شن (Sand) می باشد. حدود 25% از اجزاء سازنده شن از سلیکا (Silicon) تشکیل شده است. ماده اصلی تشکیل دهنده بخش کریستالی پردازنده ها از سلیکا تشکیل شده است.
    مرحله 1 :
    جمع آوری شن . شاید برای شما جای سوال باشد که چرا پردازنده های اینتل ساخت کشورهای چین ، کاستاریکا و مالزی است. با یک جستجوی کوچک از نام های Costa Rica و Malay در بخش تصاویر موتورهای جستجوگر ، بیشترین عکسی که مشاهده خواهید کرد، سواحل این کشورها خواهد بود. درصد سلیکا موجود در شن های این 2 کشور از کشورهای دیگر بیشتر بوده و اینتل برای ساخت پردازنده های خود این 2 کشور را در حال حاضر هدف قرار داده است.


    [​IMG]



    مرحله 2 :
    ذوب کردن شن . در این مرحله شن ها در دمای بسیار بالا حرارت داده می شوند و سلیکا موجود در شن ها به صورت مایع در آمده و در ظرف هایی ریخته می شوند. قطر این ظرف های توپی شکل در حال حاضر 12" اینچ (300 میلی متر) می باشد. پردازنده های قدیمی تر (سلرون ها) دارای ظرف هایی با قطر 8" اینچ (200 میلی متر) بودند و اولین ظرف توپی دنیا که در سال 1970 از آن کریستال خارج کردند فقط 2" (50 میلی متر) قطر داشت.

    [​IMG]



    [​IMG]




    خلوص سلیکون در این مرحله 1 در میلیارد است(99.999%) یعنی تنها 1 اتم ناخالصی در 1 میلیارد اتم سلیکون.

     
    BARAN, صدرالمتالهین و سرباز مولا از این پست تشکر کرده اند.
  2.  
    شیخ رجبعلی

    شیخ رجبعلی کاربر فعال "کاربر *ویژه*"

    تاریخ عضویت:
    ‏02/11/2013
    ارسال ها:
    1,647
    تشکر شده:
    5,878
    تشکر کرده:
    17,776
    امتیاز:
    104
    شغل :
    ؟
    محل سکونت:
    ناکجا اباد

    جنسیت:
    آقا پسر
    پیام کاربری:
    چه فکر کنید میتوانید!یانمیتوانید!درهرصورت حق باشماست!!
    مرحله 3 :

    برش سلیکون . در این مرحله توپ سلیکونی توسط تجهیزات پیشرفته ای به صورت لایه های بسیار باریک برش خواهد خورد. (این امر همانند برش توپ های کالباس می ماند). به این صفحه های دایره ای شکل ویفر (Wafer) می گویند.


    [​IMG]



    بعد از عملیات برش ، سطح ویفرها به خوبی پولیش خواهد شد تا کاملاً صیقلی شود.

    [​IMG]



    مرحله 4 :
    به این مرحله Photo Resist می گویند. در این مرحله ماده ای که در نگاتیو عکس استفاده می شود (به شکل مایع) بر روی ویفرها ریخته می شود و سپس ویفرها با سرعت بالایی به چرخش در می آیند تا لایه ای نازک از این مایع بر روی سطح شان جای گیرد.


    [​IMG]



    سپس اشعه UV (ماوراء بنفش) را از شابلن (Mask) گذرانده و در سر راه آنها یک عدسی با قابلیت کوچک کردن اشعه تا 4 برابر را قرار می دهند. بر روی کل ویفر (کل تعداد چیپ های خارج شونده از ویفر) این عملیات انجام می گیرد. این امر باعث می شود تا اشعه UV محل قرار گیری کوچکترین اجزاء ساخت دست بشر را بر روی چیپ حکاکی کند.

    [​IMG]


    [​IMG]


    [​IMG]



    مرحله 5 :
    شستشو سطح ویفر . در این مرحله مازاد مواد باقی مانده توسط ماده حلال و شویند (که در اعکاسی هم استفاده می شود) از بین می روند. در این مرحله لایه نگاتیو عکاسی روی سطح چیپ نیز پاک خواهد شد.


    [​IMG]

    [​IMG]



     
    BARAN, سرباز مولا و صدرالمتالهین از این پست تشکر کرده اند.
  3.  
    شیخ رجبعلی

    شیخ رجبعلی کاربر فعال "کاربر *ویژه*"

    تاریخ عضویت:
    ‏02/11/2013
    ارسال ها:
    1,647
    تشکر شده:
    5,878
    تشکر کرده:
    17,776
    امتیاز:
    104
    شغل :
    ؟
    محل سکونت:
    ناکجا اباد

    جنسیت:
    آقا پسر
    پیام کاربری:
    چه فکر کنید میتوانید!یانمیتوانید!درهرصورت حق باشماست!!
    مرحله 6 :
    ساختن لایه های روی کریستال . برای جایگذاری لایه ها مراحل پیشرفته و بسیار دشواری طی می شوند. اصلی ترین مرحله کاشت لایه ای نازک از مس بر روی کریستال می باشد. این لایه و شبکه نازک مسی انتقال دهنده داده ها بین ترانزیستورها می باشد. برای این کار مجدد لایه ای از نگاتیو عکاسی به سطح اضافه می شود.


    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]



    لایه مسی که به آن copper ions گفته می شود طی فرآیندی با نام Electroplating به چیپ ها اضافه می شود. در این روش پیشرفته الکترون ها ابتدا بر روی سطح چیپ شلیک می شوند. و سطح را در ابعاد بسیار بسیار کوچکی باردار می کنند، سپس ویفرها در محلول یونیزه شده ای که در آن مس رها می شود قرار می گیرند. مولکول های مس به محل های باردار می چسبند و راه های ارتباطی را تشکیل می دهند.

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]



    این امر برای چندین لایه ، چندین بار انجام می گیرد.
    چیپ های اطراف ویفرها مورد استفاده قرار نمی گیرند !!! چرا سلیکون با ارزش که پس از گذشت این مراحل ساخته شده در بایستی دور انداخته شود ؟ سازنده گان پردازنده اعتقاد دارند درصد خرابی این چیپ ها بسیار بالاست و از آنها استفاده نمی کنند (بخش های خاکستری رنگ)


    [​IMG]

    [​IMG]



     
    BARAN, سرباز مولا و صدرالمتالهین از این پست تشکر کرده اند.
  4.  
    شیخ رجبعلی

    شیخ رجبعلی کاربر فعال "کاربر *ویژه*"

    تاریخ عضویت:
    ‏02/11/2013
    ارسال ها:
    1,647
    تشکر شده:
    5,878
    تشکر کرده:
    17,776
    امتیاز:
    104
    شغل :
    ؟
    محل سکونت:
    ناکجا اباد

    جنسیت:
    آقا پسر
    پیام کاربری:
    چه فکر کنید میتوانید!یانمیتوانید!درهرصورت حق باشماست!!
    مرحله 7 :
    تست ظاهری . میکروسکوپی با دقت نانومتر که دارای چندین دریچه مشاهده می باشد به صورت همزمان بر روی ویفر می آید و در کسری از ثانیه تعدادی عکس می اندازد. عکس ها پردازش می شوند و می بایستی تمامی لایه ها از الگوی درست پیروی کنند، در غیر این صورت چیپ مشکل دار از دور خارج خواهد شد.


    [​IMG]



    تست های بعد نه تنها ظاهریست بلکه می تواند میزان ولتاژ مورد نیاز هر چیپ را نیز تخمین بزند.


    مرحله 8 :

    برش ویفر . سپس ویفرها توسط تیغ بسیار نازکی برش خواهند خورد و کریستال های چیپ ها از آن ها جدا خواهند شد و بازوی نگه دارنده ای کریستال هر CPU را از روی ویفر بر می دارد.
    داده های بدست آمده از مرحله 7 به دستگاه کمک می کند تا چیپ های نامرغوب جدا و دور انداخته شوند و چیپ های خوب را به مرحله بعد هدایت کند.

    [​IMG]


    [​IMG]


    [​IMG]



    مرحله 9 :
    پکینگ CPU . این فرآیند شامل 2 مرحله اصلی قرار دادن کریستال روی برد سبز رنگ CPU و قرار دادن IHS می باشد. تست های انجام شده در مرحله 8 تضمین کنند خوب بودن پردازنده و درست کار کردن آن نیست و می بایستی در نهایت یک تست کلی نیز انجام شود. در این مرحله لایه بسیار نازکی از طلا بر روی برد سبز رنگ CPU نصب می شود و این لایه وظیفه ارتباط کریستال با خود برد پردازنده را دارد.


    [​IMG]

    [​IMG]



    پس از نصب IHS (سطح مسی روی کریستال) ، بازوی نگه دارنده ای چیپ های CPU را در سینی ها و پکیج های خود قرار می دهد. این پکیج ها دارای فن های خنک کننده نیز هستند. پردازنده های جدید به دلیل اینکه دمای بالایی تولید می کنند ، قادرند تا کریستال خود را ذوب کنند پس نیاز به خنک کننده های اکتیو دارند. در گذشته ( برای مثال پردازنده 8086 اینتل ) نیازی به این خنک کننده های اکتیو نبود. پردازنده 8086 اینتل دارای 29000 ترانزیستور بود، این درحالیست که پردازنده های فعلی دارای 100 میلیون ترانزیستور هستند.

    [​IMG]
    گردآورنده : پوریا شعبانی
     
    BARAN, سرباز مولا و صدرالمتالهین از این پست تشکر کرده اند.
XenForo Add-ons by Brivium ™ © 2012-2013 Brivium LLC.